Тұрмыстық техника Raspberry PI негізіндегі қуат мониторы: 14 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Бұл мен үйдегі жеке құрылғылардың энергия тұтынуын бақылау және олардың уақыт бойынша тұтыну графиктерін көрсету үшін жасаған шағын жоба болды. Бұл шын мәнінде мен жасаған Raspberry PI негізіндегі қарапайым жобалардың бірі, ашық өнімдерді дәнекерлеу немесе бұзу қажет емес. Бұл Raspberry PI жобасы болмауы керек, оны Linux қорабында немесе Windows -те оңай жасауға болады.

Қуат мониторы/ақылды штепсельдердің 4 жиынтығы мен Raspberry PI құны үшін 50 AUD доллары қажет. Бұл Pi Zero немесе Original PI -де жұмыс істей алады, бірақ мен оны баяу деп таптым. Менде бар басқа PI - бұл PI 3, мен оны өте тез таптым, сондықтан мен ұсынар едім. Егер сіз оны ескі PI -де іске қосқыңыз келсе, сіз деректерді жинау жиілігін төмендете аласыз (мен 10 секунд қолдандым).

Бұл жобаның қосымша артықшылығы бар немесе ақылды штепсель өндірушілердің микробағдарламасынан босатылады, сондықтан олардың арнайы қосымшалары мен бұлтты қызметтерін пайдаланудың қажеті жоқ. Сондықтан оларды Home Assist көмегімен немесе жеке питон сценарийлерімен пайдалануға болады.

Назар аударыңыз, мен ОЖ -ді PI -ге қалай орнату керектігін білемін деп ойлаймын, оған қосылыңыз және кейбір негізгі Linux командаларын іске қосыңыз. Менің ойымша, сіз Wi -Fi желісіне қосылғаннан кейін смарт штепсельдің IP мекенжайын қалай табуға болатынын білесіз деп ойлаймын.

Жабдықтар

Осы жерден 2 пакет немесе 4 пакет ақылды штепсельдер:

www.kogan.com/au/buy/kogan-smarterhome-sma…

1 Таңқурай ПИ

Дағдылар:

Таңқурай PI орнату мүмкіндігі

Негізгі Linux командалық жолы

Vi немесе nano сияқты мәтіндік редактор (нано қолданушыларға ыңғайлы, vi танысқаннан кейін жылдамырақ болады)

Желідегі құрылғылардың IP -ін табу мүмкіндігі.

1 -қадам: бірнеше ақылды штепсель сатып алыңыз

Мен қолданған ақылды штепсель мына жерден болды:

www.kogan.com/au/buy/kogan-smarterhome-sma…

Ақылды штепсельдердің толық жиынтығы бар екенін ескеріңіз, олардың көпшілігі (барлығы?) ESP8266 (WEMOS) негізіндегі құрылғылар және жарқылдауға өте оңай. Қуат мониторингі бар нәрсені алғаныңызға көз жеткізіңіз, өйткені көпшілігі жоқ. Бұл бет үйлесімді құрылғылардың үлкен тізімін көрсетеді:

templates.blakadder.com/plug.html

2 -қадам: құрылғыны жыпылықтау

Бұл бөлім таңқаларлық жеңіл болды. Сіз негізінен бағдарламалық жасақтаманы жүктеп алып, оны іске қосасыз және ол сізге қадам жасайды.

Бұл үшін сізге WiFi бар Raspberry PI немесе Linux қорабы қажет болады. Бұл құрылғыға WiFi қосылмайтын негізгі қосылым қажет. Менің PI3 үшін бұл оңай болды, себебі мен Ethernet арқылы қосылдым. Егер сізде PI Zero болса, онда сіз пернетақта мен монитормен ескі тәсілмен қосылуға тура келеді.

Сіз PI -ді қалай орнатуға болатынын білесіз деп ойлаймын және оған SSH немесе пернетақта арқылы қосылуды білемін деп ойлаймын, сондықтан мен онымен өтпеймін. Егер сіз сенімді болмасаңыз, интернетте көптеген оқулықтар бар.

Жұмысқа кіріспес бұрын, құрылғы туралы аз ғана ақпарат. Қытайда әр түрлі тұтынушылар үшін ақылды штепсельдерді шығаратын Tuya атты компания бар. Олар әр түрлі тұтынушылар үшін теңшеу жасайды және әдепкі микробағдарламаны қамтамасыз етеді және компанияларға өз бетімен модификация жасауға мүмкіндік береді. Мәселе мынада, егер сізде әр түрлі жеткізушілердің өнімдері болса, онда сіз көптеген қосымшаларды іске қосасыз, олардың кейбіреулері басқаларға қарағанда жақсы жұмыс істейді. Ашық бастапқы микробағдарламаны жыпылықтау арқылы сіз мұның бәрінен арыласыз. Бұл жалпы үйді автоматтандыру үшін жақсы.

Сонымен…. көп созбай, мына нұсқаулар:

1) Бұл командаларды PI -де іске қосыңыз, бұл қажетті бағдарламалық жасақтаманы орнатады.

# git clone https://github.com/ct-Open-Source/tuya-convert# cd tuya-convert#./install_prereq.sh

2) Смарт ашаны қуат көзіне қосыңыз

3) Түйменің көмегімен оны қосыңыз

4) көк түс жыпылықтай бастағанша қуат түймесін басып тұрыңыз

5) 10 секунд күтіңіз. Бұл маңызды емес, бірақ егер сіз жасасаңыз, бұл жақсы жұмыс істейтінін білдім.

6) Бұл пәрменді іске қосыңыз

./start_flash.sh

Осы жерден сіз тек нұсқауларды орындаңыз, тек соңында «2. Тасмота» таңдаңыз. Басқа микробағдарламаның нұсқасы бар, бірақ мен оны сынап көрмедім, сондықтан оның қандай екеніне сенімді емеспін.

Назар аударыңыз, мен мұны бірнеше рет жасауға мәжбүр болдым, басында мен құрылғыны кірпіштендірдім деп ойладым, менде жарық жоқ, реле басылмады, өмір белгілері жоқ. Бірақ мен оны өшірдім және соңғы пәрменді қайтадан іске қостым және ол жұмыс істеді. Мен мұны жарқыраған 4 құрылғының 3 -імен жасауға тура келді, тек біреуі тікелей өтті, менің ойымша, 5 -қадамға байланысты.

Толық нұсқаулар мына жерде:

github.com/ct-Open-Source/tuya-convert

3 -қадам: микробағдарламаға бірінші рет қосылу

Сіз құрылғыға тасмота қосқаннан кейін, ол өмірдің көп белгілерін көрсетпейді. Мұның себебі оны конфигурациялау қажет. Мұны істеу өте оңай, мен оны телефонмен жасауды жөн көрдім. Қадамдар:

1) WiFi кіру нүктелерін іздеңіз

2) tasmota_xxxx деп аталатынға қосылыңыз (мұнда x - сандар)

3) Телефон сізді әдепкі бетке бағыттайды, егер 192.168.4.1 өтпесе

Кейбір телефондарда «Интернетке кіру жоқ, байланыста болғыңыз келе ме» деген хабар беруі мүмкін, иә таңдаңыз.

4) Парақшада Wi -Fi желісінің атауын және парольді бірінші 2 жолаққа енгізіңіз. Құпия сөзді көрсету үшін опцияны нұқыңыз және парольді дұрыс енгізгеніңізді үш рет тексеріңіз. Егер сіз құпия сөзді қате енгізген болсаңыз, бұл конфигурация экранына оралу қиын болуы мүмкін деп ойлаймын. Есіңізде болсын, сіз WiFi желілерін де сканерлей аласыз, бірақ әлі де құпия сөзді енгізу қажет.

5) Штепсель енді WiFi желісіне қосылған болуы керек. Маршрутизатордың конфигурация бетіне өтіп, құрылғының IP мекенжайын табу қажет болады.

6) ДК -де веб -шолғышты ашып, https:// [device_ip] сайтына өтіңіз, сіз Tasmota конфигурация экранын көресіз.

Құттықтаймыз, сіз штепсельді сәтті жыпылықтадыңыз.

4 -қадам: штепсельді конфигурациялау

Бұл құрылғыларды шығаратын компания әр түрлі конфигурациясы бар 10 000 құрылғы шығар. Біз жаңа микробағдарламаны жаңарттық, ал микробағдарлама оның қандай құрылғыларға қосылғанын білмейді. Сондықтан ештеңе жұмыс жасамас бұрын оны конфигурациялау қажет. Мұны істеу үшін біз Интернеттен біздің құрылғының мәліметтерін тауып, сол конфигурацияны жүктеуіміз керек.

Ол үшін құрылғыны мына беттен табыңыз:

templates.blakadder.com/plug.html

Мен қолданған құрылғы үшін конфигурация мына жерде:

templates.blakadder.com/kogan-KASPEMHUSBA….

Конфигурацияны орнату үшін біз тек Үлгі астындағы мәтінді көшіреміз. Бұл жағдайда бұл:

{«NAME»: «KoganPOW», «GPIO»: [0, 0, 0, 17, 134, 132, 0, 0, 131, 56, 21, 0, 0], «ТУ»: 0, «БАЗА»: 52}

Содан кейін

1) Құрылғыны конфигурациялау бетіне өтіңіз https:// [IP -смарт штепсель]

2) Конфигурациялау түймесін басыңыз, басқасын конфигурациялаңыз

3) Үлгі жолын қойыңыз

4) «MQTT қосу» құсбелгісін қойыңыз.

5) Белсендіру және Сақтау түймешігін басыңыз.

Бұл жұмыс істегенін тексеру үшін бастапқы бетке қайту үшін «Негізгі мәзірді» нұқыңыз, енді сіз қуатты пайдалану көрсеткіштерін көресіз. Олардың барлығы нөлге тең болады, тіпті кернеу, бірақ бұл жақсы белгі. Ауыстыру түймесін басыңыз, сіз релені естисіз және кернеудің көтерілгенін көресіз.

5 -қадам: кернеуді калибрлеу

Мен кернеудің көрсеткіші өте жоғары екенін байқадым. Егер үйде кернеуді өлшеудің басқа көзі болса (мысалы, ақылды есептегіш ??), онда сіз штепсельдік ұшты калибрлей аласыз. Мұны істеу үшін

1) кернеудің дұрыс көрсеткішін алыңыз

2) Ақылды штепсельдегі реле қосыңыз

3) Құрылғының бастапқы бетіндегі Консоль түймесін басыңыз

4) «VoltageSet 228» пәрменін енгізіп, enter пернесін басыңыз (кернеумен 228 ауыстырыңыз)

Енді кернеу дұрыс көрсетілуі керек.

6 -қадам: PI -ге бағдарламалық қамтамасыз етуді орнату

PI -ге орнату қажет бірнеше пакеттер бар. Оларды орнату оңай және әр түрлі пакеттердегі нұсқауларды орындауға болады. Мен мұнда нұсқауларды беремін, бірақ олар уақыт өте келе өзгеруі мүмкін екенін ескеріңіз, сондықтан менің нұсқауларым уақытқа дейін болады. Пакеттер - бұл:

Графана (графиктерді көрсету үшін)

Influxdb (біздің деректерді сақтайтын уақыт сериялары базасы)

Telegraf (мәліметтерді Influxdb -ге жіберу үшін қолданылады)

Москит (мәліметтерді тарату үшін қолданылатын хабарлама шинасы, ақылды штепсель бұл жерге деректерді жібереді)

Мәліметтер ағынының тізбегі келесідей:

Smart Plug -> Mosquitto -> Telegraf -> InfluxDB -> Grafana

Егер біз Mosquitto мен Telegraf -ті неге өткізіп жібере алмайтынымызды сұрасаңыз, бұл жақсы сұрақ. Теория бойынша, Smart Plug Influx -ке ауысуы мүмкін. Мәселе мынада, ол 100 -дің әр түрлі соңғы нүктелері үшін конфигурациялануы керек еді және бұл бізді кейбір таңдаулардан шығарады. Үйдегі автоматтандырудағы заттардың көбі хабарларды жіберу үшін Mosquitto пайдаланады. Мысалы, біз Mosquitto -ға хабарлама жіберу арқылы штепсельді қосуға және өшіруге болады, ал смарт штепсель оларды қабылдап, жауап береді.

7 -қадам: Grafana орнату

Қайдан:

grafana.com/grafana/download?platform=arm

Немесе басқа да көптеген нұсқалар:

grafana.com/grafana/download

Pi 1 және Pi Zero үшін (ARMv6)

sudo apt-get install -y adduser libfontconfig1#соңғы нұсқасын беттің жоғарғы бетінен табыңыз https://dl.grafana.com/oss/release/grafana-rpi_7….sudo dpkg -i grafana-rpi_7.0.1_armhf. debsudo /bin /systemctl демон-reloadsudo /bin /systemctl grafana-serversudo /bin /systemctl grafana-серверін іске қосады

Жаңа PI үшін (ARMv7)

sudo apt -get install -y adduser libfontconfig1#соңғы нұсқасын беттің жоғарғы бетінен табыңыз https://dl.grafana.com/oss/release/grafana_7.0.1_…sudo dpkg -i grafana_7.0.1_armhf.debsudo/ bin/systemctl демон-reloadsudo/bin/systemctl grafana-serversudo/bin/systemctl grafana-серверін іске қосады

Тестілеу үшін:

Http: // [PI IP]: 3000 өтіңіз

пайдаланушы аты/құпия сөз - әкімші/әкімші, ол оны өзгертуді сұрайды, әзірге өткізіп жіберуге болады

Егер сізде GUI болса, онда бәрі жақсы, келесі қадамға өтіңіз

8 -қадам: InfluxDB орнату

Бұл командаларды PI -де іске қосыңыз:

curl -sL https://repos.influxdata.com/influxdb.key | sudo apt-key add -source/etc/os-releasetest $ VERSION_ID = «7» && echo «https://repos.influxdata.com/debian wheezy stabil» | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = «8» && echo «дебі https://repos.influxdata.com/debian jessie stabil» | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = «9» && echo «дебі https://repos.influxdata.com/debian strech stabil» | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listtest $ VERSION_ID = «10» && echo «дебі https://repos.influxdata.com/debian buster stabil» | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/influxdb.listsudo apt-get updatesudo apt-get install influxdbsudo systemctl infxdbsudo systemctl іске қосу infxdb

«Ағын» теру арқылы тестілеу. Бұл сізді influxdb пәрмен жолына енгізуі керек. «Деректер базасын көрсету» деп теріңіз, әлі деректер базасы болмайды, бірақ егер сіз қатесіз бос тізім алсаңыз, бәрі жақсы.

9 -қадам: Telegraf орнату

Бұл өте оңай, өйткені біз жай ғана тере алатын ағын репозиторийлерін қостық:

sudo apt-get install telegrafsudo systemctl қосу telegrafsudo systemctl іске қосу telegraf

Бұл кезде Telegraf қазірдің өзінде inflydb жүйелік көрсеткіштерін тіркейтін болады. Сіз оларды мына пәрмендерді теру арқылы көре аласыз:

influxshow дерекқорлары телеграф шоу сериясынан пайдаланыңыз * FROM cpu LIMIT 10;

10 -қадам: Mosquitto орнатыңыз

Бұл бөлік оңай, өйткені біз тек raspian тілімен оралған әдепкі нұсқаны орнатамыз:

sudo apt -get -y mosquittosudo орнатыңыз apt -get -y орнатыңыз mosquitto -clientssudo systemctl mosquittosudo systemctl start mosquitto іске қосыңыз# mosquittosudo mosquitto_passwd -c/etc/mosquitto/tasmota tasmota үшін пароль жасаңыз# парольді енгізіңіз. Бұл құпия сөзді жазыңыз, өйткені біз оны ақылды штепсельге беруіміз керек

Тестілеу үшін:

мұны бір SSH сеансында іске қосыңыз:

mosquitto_sub -t сынағы

Мұны басқасында іске қосыңыз

mosquitto_pub -t тесті -менің хабарым

Сіз SSH бірінші сессиясында хабарды көресіз

11 -қадам: Ақылды штепсельден москитке деректерді жіберу

Енді бізде москит жұмыс істейді, біз москитке деректерді жіберу үшін ақылды штепсельді конфигурациялауымыз керек. Мұны істеу өте оңай. Бізге алдыңғы қадамдағы москит үшін енгізілген пароль қажет болады.

1) Смарт штепсельдердің веб -бетіне кіріңіз

2) Configuration (Конфигурация), содан кейін Logging Configure (Журналды конфигурациялау) түймешігін басыңыз

3) Телеметрия кезеңін 10 деп орнатыңыз және сақтау түймесін басыңыз.

4) MQTT теңшеу түймешігін басыңыз

5) Хост үшін PI IP мекенжайын енгізіңіз

6) Пайдаланушы аты үшін tasmota енгізіңіз

7) Құпия сөз үшін алдыңғы қадамдағы құпия сөзді енгізіңіз

8) Тақырып үшін tasmota1 енгізіңіз

9) Сақтау түймесін басыңыз

Тексеру үшін:

PI -де төмендегі пәрменді теріңіз. 10 секунд ішінде сіз алынған деректерді көресіз.

mosquitto_sub -t tele/tasmota1/SENSOR

Деректер келесідей болуы керек:

{«Уақыт»: «2020-06-01T13: 24: 37», «ENERGY»: {«TotalStartTime»: «2020-06-01T13: 16:40», «Барлығы»: 1.539, «Кеше»: 0.000, «Бүгін»: 1.539, «Период»: 0, «Қуат»: 1, «Көрінетін Қуат»: 12, «Реактивті Қуат»: 12, «Фактор»: 0,06, «Кернеу»: 228, “Ағым”: 0,054}}

12 -қадам: Telegraf көмегімен москитадан ағынға деректерді жіберіңіз

Біз енді Telegraf -ті москитадан мәліметтерді оқуға және ағынға көшуге конфигурациялаймыз. PI бойынша:

1) sudo mv /etc/telegraf/telegraf.conf /etc/telegraf/telegraf.conf.bak

2) sudo vi /etc/telegraf/telegraf.conf

Ескерту vi жаңа пайдаланушылар үшін өте қолайлы емес, егер сіз мәзірге негізделген мәтіндік редакторды қаласаңыз, оның орнына нано қолданыңыз:

sudo nano /etc/telegraf/telegraf.conf

3) Қосылған файлдан конфигурацияға қойыңыз

4) sudo systemctl телеграфты қайта іске қосыңыз

Мұны PI -ге тексеру үшін:

ағын

мәліметтер қорын көрсету

сіз тест дерекқорын көруіңіз керек. Егер сізге тест сынағы ұнамаса, dest_db файлын telegraf.conf файлында өзгертуге болады.

13 -қадам: Соңында, Графанада графиктер жасаңыз

Ақыр соңында біз кейбір деректерді көреміз:-):-)

Алдымен бізге мәліметтер қорына қосылу керек. Графана веб -бетіне өтіңіз http: [ip of PI]: 3000

1) admin/admin арқылы кіріңіз

2) Сол жақ бағанда беріліс белгісін және деректер көздерін басыңыз

3) Деректер көзін қосу түймешігін басыңыз

4) influxdb түймесін басыңыз

5) URL мекенжайы үшін https:// localhost: 8086 енгізіңіз

6) мәліметтер базасы үшін тестті енгізіңіз

7) HTTP үшін GET енгізіңіз

8) Минималды уақыт аралығы үшін 10 с енгізіңіз

9) Сақтау және тексеру түймесін басыңыз, онда «Деректер көзі жұмыс істейді» деген жазу болуы керек.

Жарайды, енді бізде мәліметтер қорымен байланыс бар, біз график жасай аламыз … ақырында.

1) Сол жақ бағанда +, содан кейін бақылау тақтасын басыңыз және жаңа тақта қосу

2) мәліметтер базасы үшін InfluxDB түймесін басыңыз

3) Өлшеу түймесін басып, Коган таңдаңыз

4) Өріс үшін Energy_Power таңдаңыз.

5) Бүркеншік ат үшін серияға атау беріңіз (мысалы, ыдыс жуғыш машина)

6) Панель тақырыбының оң жағында оған атау беріңіз, мысалы, Қуат.

7) Міне, сіз деректерді көруіңіз керек. Өңдеуден шығу үшін сол жақ көрсеткі түймешігін басыңыз, содан кейін сақтау түймесін басып, бақылау тақтасына атау беріңіз.

Егер сіз осы уақытқа дейін, үлкен жұмыс, байыпты.

14 -қадам: Тағы бірнеше кеңестер

Мен ұсынған әдепкі Telegraf конфигурациясы біршама техникалық қызмет көрсетуді қажет етті, себебі әр құрылғы үшін жаңа бөлімді қосу керек және Telegraf -ты қайта іске қосу қажет. Төмендегі өзгерістердің арқасында бұл әлдеқайда серпінді болады, себебі құрылғыларды Tasmota конфигурациясына Telegraf өзгертусіз қосуға немесе өзгертуге болады.

Бірінші өзгеріс - тақырып атауына + қою, бұл негізінен қойылмалы таңба. Бұл Grafana -да графиктерді жасағанда, құрылғылар «tele/WashingMachine/SENSOR» деп аталады. Төмендегі Telegraf конфигурациясының екінші бөлігі - regex процессоры. Ол «WashingMachine» мәтінін орталықтан шығарады және оны InfluxDB -ге жіберілетін жаңа тегке айналдырады.

Ескерту: Tasmota конфигурациясында әр құрылғы үшін басқа тақырып атауын орнатыңыз

[inputs.mqtt_consumer.tags] dest_db = «тест»

Мұны жасағаннан кейін Grafana -ді бір құрылғыда бірнеше құрылғыны көрсететін етіп конфигурациялау өте оңай. Бұл қадамға бекітілген сурет не істеу керектігін көрсетеді. Жол бойынша топтағы + белгісін шертіп, тегті (құрылғыны) таңдаңыз. Бүркеншік аты бойынша төменгі жағында $ tag_device енгізіңіз. Енді сіз бір графикте бірнеше серияны көресіз. Оларды қосу және өшіру үшін әр элементтің мәтінін басуға болады (ctrl басу көбейткіштерді таңдау үшін жұмыс істейді)